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0 前言
凹凸棒石黏土简称凹土(attapulgite)，? 又名坡缕石(palygorskite)，是一种层链状过渡结构的以含水富镁硅酸盐为主的黏土矿．其化学分子式为Mg (H O) (Si O 。)：(OH) ． 凹土因特殊结构而具有良好的吸附性能和黏结性能． 在砂浆领域开发应用凹土，关键是改性． 目前较常用的改性处理方法有高温焙烧法、超声波处理、偶联剂处理、表面活性剂处理和酸化处理．大量资料表明，某些黏土矿物经高温煅烧后能够生成大量的活性SiO 和活性A1 O 类玻璃体物质，具有良好的火山灰活性． 研究发现，高温煅烧使得凹土晶格发生破坏，生成了大量具有火山灰活性的活性氧化硅和活性氧化铝，这些物质与砂浆中水泥水化产物里的氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙填充了砂浆内部的孔隙，可以改善砂浆某些性能，尤其是抗渗性．
水泥基渗透结晶型防水剂是1942年德国化学家Lauritz Jensen(劳伦斯·杰逊)在解决水泥船渗漏的实践中发明的，其工作原理是材料中特有的活性化学物质，利用水泥砂浆本身固有的化学特殊性及多孔性，以水为载体，借助渗透作用，在微孑L及毛细管中传输、催化微粒和未完全水化的成分再次发生水化作用，而形成不溶性的枝蔓状结晶，堵塞任何方向的来水及其他液体，达到防水、防渗的效果．且此晶体遇水便会生长，及时堵封砂浆内的空隙、气泡及微细裂缝，效果极佳．¨ 但是，6万元／吨的价格令其推广成为一个问题．
本研究将850oc煅烧原矿凹土掺人渗透结晶防水砂浆，研究其对防水砂浆的保水率、抗压强度、黏结强度，尤其是抗渗性能的影响．用一定量的煅烧凹土替代部分防水剂，来降低防水砂浆的成本．
1 原材料及试验内容
1．1 原材料
1)水泥：中国水泥厂生产的金宁羊牌P]142．5R硅酸盐水泥，水泥性能数据如表1所示
2)砂：中砂，产地为长江上游湖北地区，细度模数为2．41，堆积密度为1 773kg／m ，表观密度为2 602kg／m。，含泥量为2．12％．
3)粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰(南京大厂区聚力粉煤灰厂)，粉煤灰性能数据如表2所示．
4)纤维素醚：羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)，四川某化工厂生产的HK一75000S．
5)凹土：由江苏盱眙某公司生产．
6)减水剂：江苏某公司生产的JM—B萘系高效减水剂．
7)渗透结晶型防水剂：由X×公司提供的KIM．
8)水： 自来水．
1．2 试验方法
防水砂浆的稠度试验和抗压强度试验均按照《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ 70—90)中规定的试验方法进行；防水砂浆试验方法和性能评价标准按广东省《干粉砂浆应用技术规程》DBJ／T15—36—2004中规定的试验方法进行．
1．3 试验内容
试验所用防水砂浆的配合比见表3．
1)将凹土在马弗炉中进行850~C度的煅烧，煅烧时间为2h，即制得煅烧凹土．煅烧温度对凹土表观密度和比表面积的影响见表4．
2)在渗透结晶型防水砂浆中掺人占水泥质量O％ 、2％ 、4％ 、6％ 、8％ 的850~C煅烧凹土，研究对防水砂浆保水率、抗压强度、是抗渗性能的影响．黏结强度，尤其3)用一定量的煅烧凹土替代部分防水剂，来降低防水砂浆的成本，并进行经济成本分析．
2 凹土对防水砂浆性能的影响
2．1 试验结果
凹土对渗透结晶型防水砂浆性能影响的试验结果见表5．
2．2 试验分析
2．2．1 凹土对防水砂浆保水率的影响
由表5分析可知，掺人凹土后，渗透结晶防水砂浆的保水性有明显提高，但保水率并不随凹土掺量的增加成线性增加． 由于凹土颗粒本身很小，结构松散，具有良好的吸附I生能，因此，掺人凹土渗透结晶防水砂浆保水率比不掺凹土要好．
2．2．2 凹土对防水砂浆强度的影响
由表5可知，加入凹土后，渗透结晶型防水砂浆抗折抗压强度都有所降低．这主要是因为850~C煅烧凹土的掺入，使砂浆的黏度增大，在保持相同的砂浆流动度时，需加入更多的水从而使砂浆的强度略有降低．
2．2．3 凹土对防水砂浆抗渗性的影响
试验中的5组试件抗渗压力达到最高压力1．6MPa时均未渗出水，无法比较抗渗性的好坏．为了探明凹土对防水砂浆抗渗性的影响，在抗渗试验后取出试件，沿圆台体试件中心轴垂直 ’劈开，量得l0点的渗水高度，并取其平均值，用平均渗透高度来比较抗渗性，结果见图1．
由图1可以看出，渗透结晶防水砂浆渗水高度随着凹土掺量的增加而降低，基本成线性变化．凹土掺量越多，渗水高度越低，其抗渗性能越好．这是因为凹土
在850~C煅烧后，晶格塌陷，生成了顽辉石、透辉石、CaO、MgO和玻璃体类物质，结晶性很不稳定，具有很高的火山灰活性，这些火山灰物质反应后生成的物质填充了砂浆内部的毛细孔，降低了砂浆的孔隙率，并使得砂浆内部孔隙更加细小化，从而抗渗性能大大提高．由此可知，850~C煅烧凹土对渗透结晶防水剂配制的防水砂浆抗渗性具有显冀
著的改善作用，可以进一步改进此防水剂的抗渗性．
2．2．4 凹土对防水砂浆黏结强度的影响
由图2可以看出，掺渗透结晶防水剂砂浆的黏结强度随着凹土的掺量先升高后降低，在凹土掺量为4％时达到最大值．掺人少量凹土时，因850％煅烧凹土具有很高的火山灰活性，其火山灰物质反应后生成的物质填充了砂浆内部的毛细孔，从而降低了砂浆的孔隙率，使得砂浆内部孔隙更加细小，因而界面处结构紧密，黏结强度大．随着凹土掺量的增大，砂浆的需水量增加，水灰比增大，从而造成界面不密实、结构疏松，导致黏结强度降低．
3 降低砂浆成本的试验结果与分析
由试验结果可知，凹土掺量在4％附近时强度比较高，而且抗渗性也较好；因此，将防水剂的用量从2％降低到1％．实验所用低成本渗透结晶防水砂浆试验配比见表6．
3．1 试验结果
低成本渗透结晶防水砂浆试验结果见表7．
表5为凹土与2％KIM复合的砂浆性能，表7为凹土与1％KIM复合的砂浆性能．通过比较两个表的数据发现，两个系列砂浆性能的试验数据相差不大，并且均符合现行标准DBJ／T 15—36—2004的要求，说明凹土与1％KIM复合配制防水砂浆的性能与凹土与2％KIM复合的砂浆性能相当，从而证明前者可以降低成本．
3．2 试验分析
3．2．1 低成本渗透结晶型防水砂浆的性能比较分析
由表7可知，低成本防水砂浆性能均满足DBJ／T 15—36—2004的要求．其中，在凹土掺量为5％时，其抗渗性最好，但是强度比其他3组低．凹土掺量为4％时，其抗压强度和黏结强度达到最高，抗渗性能也较好．综合考虑防水砂浆对各性能的要求，选取强度性能最好的第3组为作为最优组(用S表示)． 将第3组与未掺凹土的渗透结晶型防水砂浆(用K表示)各项性能对比可知(见表8)，低成本渗透结晶防水砂浆抗折抗压强度都比未掺人凹土有少量降低，而黏结强度和抗渗性有明显提高．可见，通过掺人煅烧凹土来降低防水剂掺量，从而降低防水砂浆成本的途径是可行的．
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